การวิเคราะห์คุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียและต้านเชื้อราบนพื้นผิวของของแข็งอะคริลิค

ประสิทธิภาพต้านเชื้อแบคทีเรียและต้านเชื้อราของพื้นผิวของแข็งอะคริลิคได้รับอิทธิพลจากเทคโนโลยีการดัดแปลงเรซินประเภทของสารเติมแต่งและสภาพแวดล้อม การวิเคราะห์ต่อไปนี้ดำเนินการจากสามด้าน: กลไกต้านเชื้อแบคทีเรียประสิทธิภาพต้านเชื้อราและปัจจัยที่มีอิทธิพล:

ก่อนอื่นแหล่งที่มาและกลไกของคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรีย

สารต้านเชื้อแบคทีเรีย

การทำงานของต้านเชื้อแบคทีเรียสามารถนำไปสู่การเคลือบด้วยการแนะนำสารต้านเชื้อแบคทีเรียอนินทรีย์ (เช่นสังกะสีออกไซด์ไอออนเงิน) หรือสารต้านเชื้อแบคทีเรียอินทรีย์ (เช่นเกลือแอมโมเนียม quaternary) ลงในอะคริลิคเรซิน ยกตัวอย่างเช่นสังกะสีออกไซด์สามารถสร้างกิจกรรมโฟโตคะตาไลติกภายใต้การฉายรังสีอัลตราไวโอเลตแสงปล่อยไอออนสังกะสีเพื่อทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรียดังนั้นจึงยับยั้งการแพร่กระจายของแบคทีเรีย การทดลองแสดงให้เห็นว่าการเคลือบอะคริลิคที่มีสังกะสีออกไซด์ยังคงสามารถรักษากิจกรรมต้านเชื้อแบคทีเรียที่สูงหลังจากจำลองการสึกหรอทุกวัน การปลดปล่อยไอออนสังกะสีเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหลังการรักษาด้วยการสึกหรอ

เทคโนโลยีการดัดแปลงพื้นผิว

กลุ่มต้านเชื้อแบคทีเรียได้รับการแนะนำบนพื้นผิวของอะคริลิคเรซินผ่านการปลูกถ่ายอวัยวะทางเคมีหรือการผสมทางกายภาพ ยกตัวอย่างเช่นการผสมผสานสารต้านเชื้อแบคทีเรียที่มีซิล็อกเซนกับเรซินอะคริลิคสามารถมอบพื้นผิวการเคลือบด้วยการไฮโดรโฟบิตี้และคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียลดการยึดเกาะของแบคทีเรีย นอกจากนี้การแนะนำของสารนาโน-แอนติบอดี (เช่นนาโน-ซิลเวอร์) สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของต้านเชื้อแบคทีเรียได้ แต่ต้องมีการควบคุมการกระจายตัวของพวกเขาเพื่อหลีกเลี่ยงการรวมตัวกัน

ตอบสนองต่อแบคทีเรียที่ตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม

การเคลือบอะคริลิคบางอย่างสามารถกระตุ้นกลไกต้านเชื้อแบคทีเรียผ่านสิ่งเร้าด้านสิ่งแวดล้อมเช่นความชื้นและแสง ยกตัวอย่างเช่นในสภาพแวดล้อมที่ชื้นอัตราการปลดปล่อยของสารต้านเชื้อแบคทีเรียในการเคลือบผิวจะช่วยเพิ่มผลต้านเชื้อแบคทีเรีย ลักษณะนี้เหมาะสำหรับความต้องการต้านเชื้อแบคทีเรียในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงเช่นห้องน้ำและห้องครัว

ประการที่สองประสิทธิภาพและปัจจัยที่มีอิทธิพลของประสิทธิภาพการต่อต้านโมล

กลไกต่อต้านโมล

ประสิทธิภาพต่อต้านการเคลือบอะคริลิคส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับโครงสร้างพื้นผิวที่หนาแน่นและอัตราการดูดซับน้ำต่ำ ตัวอย่างเช่นโดยการเพิ่มประสิทธิภาพสูตรเรซิ่นและกระบวนการบ่มความพรุนของพื้นผิวการเคลือบสามารถลดลงได้ดังนั้นจึงยับยั้งการยึดเกาะและการเจริญเติบโตของสปอร์ของเชื้อรา นอกจากนี้การเพิ่มสารฆ่าเชื้อรา (เช่น isothiazolinones) สามารถเพิ่มเอฟเฟกต์ต่อต้านโมลด์ได้ แต่ควรให้ความสนใจกับความเข้ากันได้กับเรซิน

อิทธิพลของสภาพแวดล้อม

การเจริญเติบโตของเชื้อราต้องการความพึงพอใจของสามองค์ประกอบ: ความชื้นอุณหภูมิและสารอาหาร ตัวอย่างเช่นในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิตั้งแต่ 25 ถึง 30 ℃และความชื้น≥80%อัตราการเติบโตของเชื้อราจะเร่งอย่างมีนัยสำคัญ การเคลือบอะคริลิคควรมีความต้านทานต่อน้ำและการระบายอากาศที่ดีเพื่อป้องกันการสะสมน้ำบนพื้นผิวจากการเจริญเติบโตของเชื้อรา นอกจากนี้ค่า pH ของพื้นผิวการเคลือบยังส่งผลต่อประสิทธิภาพการต่อต้านการเพิ่ม สภาพแวดล้อมที่เป็นกลางหรือเป็นอัลคาไลน์ที่เป็นกลางนั้นเอื้อต่อการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อรา

ความทนทานในระยะยาว

ประสิทธิภาพต่อต้านการเคลือบอะคริลิคอาจลดลงเมื่อเวลาผ่านไป ตัวอย่างเช่นในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งการแผ่รังสีอัลตราไวโอเลตและการกัดเซาะของฝนอาจทำให้พื้นผิวการเคลือบผิวแก่อายุ ดังนั้นอายุการใช้งานของการเคลือบจะต้องยืดเยื้อโดยการเพิ่มความคงตัวของแสงและเรซินที่ทนต่อสภาพอากาศ

ประการที่สามปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพการต้านเชื้อแบคทีเรียและต้านเชื้อรา

ประเภทและปริมาณของสารต้านเชื้อแบคทีเรีย

ผลต้านเชื้อแบคทีเรียของสารต้านเชื้อแบคทีเรียอนินทรีย์ (เช่นสังกะสีออกไซด์และไอออนเงิน) นั้นยาวนาน แต่อาจส่งผลกระทบต่อความโปร่งใสและคุณสมบัติเชิงกลของการเคลือบ สารต้านเชื้อแบคทีเรียอินทรีย์ (เช่นเกลือแอมโมเนียม quaternary) มีความเร็วต้านเชื้อแบคทีเรียที่รวดเร็ว แต่ความต้านทานความร้อนและความทนทานของพวกเขาค่อนข้างแย่ ตัวอย่างเช่นปริมาณไอออนเงินที่มากเกินไปอาจทำให้การเคลือบสีเปลี่ยนสีและปริมาณของสังกะสีออกไซด์จะต้องถูกควบคุมที่ 5-10% เพื่อสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพต้านเชื้อแบคทีเรียและประสิทธิภาพการเคลือบ

ลักษณะของเมทริกซ์เรซิ่น

The glass transition temperature (Tg) and crosslinking density of acrylic resin affect the release rate of antibacterial agents. For example, high Tg resin can slow down the release of antibacterial agents and prolong the antibacterial effect; Moderate crosslinking can enhance the density of the coating and reduce the adhesion of mold. In addition, the stronger the hydrophobicity of the resin, the better its anti-mold performance.

Construction and curing conditions

The temperature and humidity of the construction environment affect the curing effect and antibacterial and antifungal performance of the coating. For instance, curing under low-temperature or high-humidity conditions may lead to uneven internal stress in the coating, reducing its durability. In addition, the curing time and light intensity will also affect the cross-linking and fixation effect of the antibacterial agent.

Fourth, application scenarios of antibacterial and antifungal performance

Medical facilities

The antibacterial performance requirements for coatings in hospital wards, operating rooms and other places are extremely high. For instance, acrylic antibacterial coatings can be applied to walls and furniture surfaces to reduce the risk of bacterial transmission. Such coatings need to have highly efficient antibacterial properties (such as an inhibition rate of ≥99% against Escherichia coli and Staphylococcus aureus) and long-term durability.

Food processing plant

Mold contamination in the food processing environment must be strictly controlled. For instance, acrylic anti-mold coating can be applied to workshop walls and equipment surfaces to prevent mold growth and food contamination. Such coatings need to have chemical resistance (such as resistance to acids, alkalis, and cleaning agents) and low VOC emissions to meet food safety requirements.

Public buildings

ผนังและพื้นในสถานที่สาธารณะเช่นโรงเรียนและห้างสรรพสินค้ามีแนวโน้มที่จะปนเปื้อนจุลินทรีย์ ตัวอย่างเช่นการเคลือบต้านเชื้อแบคทีเรียอะคริลิคและการต่อต้านการเคลือบสามารถนำไปใช้กับพื้นที่สัมผัสบ่อยเช่นห้องน้ำและปุ่มลิฟต์ลดความเสี่ยงของการติดเชื้อข้าม การเคลือบเช่นนี้ต้องทนต่อการสึกหรอและทำความสะอาดง่ายเพื่อรักษาฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียในระยะยาว

ประการที่ห้ากลยุทธ์ในการเพิ่มประสิทธิภาพต้านเชื้อแบคทีเรียและต้านเชื้อรา

ระบบต้านเชื้อแบคทีเรียคอมโพสิต

โดยการผสมสารต้านเชื้อแบคทีเรียอนินทรีย์กับสารต้านเชื้อแบคทีเรียอินทรีย์สามารถเกิดผลต้านเชื้อแบคทีเรียในวงกว้างสเปกตรัมได้ ตัวอย่างเช่นผลเสริมฤทธิ์กันของสังกะสีออกไซด์และสารต้านแบคทีเรียแอมโมเนียมเกลือ quaternary สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและเชื้อราได้พร้อมกัน นอกจากนี้การเพิ่ม photocatalysts (เช่นไทเทเนียมไดออกไซด์) สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของโฟโตคะตาไลติกต้านเชื้อแบคทีเรียของการเคลือบ

การควบคุมโครงสร้างจุลภาคพื้นผิว

By regulating the microscopic morphology of the coating surface (such as roughness and porosity), the adhesion of microorganisms can be reduced. For instance, the application of superhydrophobic surface technology can make the contact Angle of the coating surface ≥150°, thereby inhibiting the adhesion of mold spores. In addition, surface patterning design can also reduce the contact area for microorganisms.

Long-lasting anti-mold technology

เวลาดำเนินการของสารฆ่าเชื้อราเป็นเวลานานผ่านเทคโนโลยีที่ปล่อยช้า ตัวอย่างเช่นสารฆ่าเชื้อราสามารถห่อหุ้มด้วยไมโครแคปซูลทำให้พวกเขาค่อยๆปล่อยออกมาในระหว่างการใช้การเคลือบซึ่งจะรักษาเอฟเฟกต์การฆ่าเชื้อราในระยะยาว นอกจากนี้การเพิ่มวัสดุการรักษาด้วยตนเองสามารถเปิดใช้งานการเคลือบเพื่อซ่อมแซมตัวเองโดยอัตโนมัติหลังจากได้รับความเสียหายและคืนค่าประสิทธิภาพการต่อต้านโมล